Metodologia para lavra em maciço do granito Picuí-PB.

UNIVERSIDADE F E D E R A L DA PARAIBA

CENTRO DE CIENCIAS E TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE MINERAQAO E GEOLOGIA

Metodologia para Lavra em Macico do Granito Picui - PB

Dissertacao de Mestrado

WANDENBERG BISMARCK C O L A C O LIMA

Campina Grande 1997

Metodologia para Lavra em Macico do Granito Picui - PB

Dissertagao apresentada ao Curso de Mestrado em Engenharia de Minas da Universidade Federal da Paraiba -UFPB, em cumprimento as exigencias para obtengao do grau de mestre em Engenharia de Minas.

Area de Concentracao: Lavra de Minas

Orientador: Prof. Dr. Aarao de Andrade Lima

Co-orientador: Prof. Joao Lucena Ramos Neto

Campina Grande 1997

Prof. Dr. Aarao de Andrade Lima - UFPB

Orientador

J~> h e

I

'rof. Dr. Eduardo JoPge Lira

Prof. Dr. Eduardo Jorcje Lira Bonates - UFPB

Exarrtinador f

Prof. Dr. Tumkur Rajarao Gopinath - UFPB

Examinador

Prof. MSc. Joao Lucena Ramos Neto

Co-orieWador

SUMARIO

LISTA DE TABELAS

LISTA DE FIGURAS

DEDICATORIA

AGRADEC1MENTO

ABSTRACT

RESUMO

CAPITULO 1

1.1 - Introdugao 13

1.2- Historico 14

1.3- Objetivos e justificativas 17

1.4- Ajazida 17

1.4.1 - Localizacao e vias de acesso 18

1.4.2 - Caracteristicas da jazida 19

1.4.3 - Metodo de lavra utilizado 20

1.4.4 - Aspectos fisiograficos 23

1.4.4.1-Clima 23

1.4.4.2 - Recursos hidricos 23

CAPITULO 2

G E O L O G I A

2.1- Introdugao 24

2.2 - Geologia 25

2.2.1 - Geologia regional 25

2.2.2 - Corpo granitoide Baraunas/Picui 27

2.3 - Geologia local 28

CAPITULO 3

C A R A C T E RIZACAO TECNOLOGICA DAS ROCHAS PARA FINS

ORNAMENTAIS

3.1- Introdugao 29

3.2 - Principals testes realizados para caracterizar uma rocha destinada para

fins ornamentals 29

3.3 - Caracterizacao tecnologica do granito caramelo Picui 32

CAPITULO 4

EXPLOTACAO DAS ROCHAS PARA FINS ORNAMENTAIS

4.1 - Introdugao 37

4.2 - Metodologias da lavra 37

4.3 - Lavra por bancadas (tombamento) 39

4.3.1- Metodo de fatias verticals 40

4.3.2 - Metodo de fatias horizontais 41

4.3.3 - Lavra em degrau 43

4.3.4 - Lavra de matacSes 44

4.3.5 - Lavra por desabamento 45

4.3.6 - Lavra seletiva 46

4.4 - Tecnologias de corte 47

CAPITULO 5

MAPEAMENTO G E O L O G I C O

5.1 - Introdugao 55

5.2 - Mapeamento geologico 56

5.3 - Parametros geoestruturais do macigo 59

5.4 - Diferenciagao litologica 62

5.5 - Mapa plani-altimetrico 64

5.6 - Cubagem da reserva 64

5.6.1 - Volume total de granito 64

5.6.2 - Reserva de blocos 66

5.7 - Recuperagao da jazida 67

5.8 - Volume de rejeito 67

5.9 - Piano de recuperagao ambiental 67

CAPITULO 6

PLANEJAMENTO DE LAVRA

6.1 - Metodo atual de lavra e tecnica de corte 69

6.2 - Calculo da perfuragao na lavra em matacoes do granito Picuf 70

6.3 - Metodologia de lavra proposta 74

6.3.1 - Definigao das dimensSes dos blocos primario, secundario e

final (lavra em macigo) 75

6.3.1.1 - Bloco primario 75

6.3.1.2 - Bloco secundario 75

6.3.1.3- Dimensoes finais do bloco 75

6.4 - Tecnologia de corte sugerida 76

6.4.1 - Corte em costura com furos coplanares espagados com uso de

explosivos 76

6.4.1.1- Volume desmontado por fogo 77

6.4.1.2 - Calculo da perfuragao total, para retirada dos blocos

primarios (lavra em macigo) 77

6.4.1.3 - Calculo da perfuragao total, para retirada dos blocos

secundarios e finais (lavra em macigo) 78

6.5 - Razao de perfuragao para a perfuragao secundaria e final 79

6.6 - Explosivos e acessorios 80

6.7 - Razao de carregamento 80

6.8 - Corte em costura com furos coplanares adjacentes 80

6.8.1 - Calculo da furagao total da segao A-A' utilizando a furagao

CAPITULO 7

C O N C L U S O E S

82

R E F E R E N C E S BIBLIOGRAFICAS

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

ANEXOS

Tabela 01 - Distribuigao da reserva atual e da area lavravel do granito Picui 19

Tabela 02 - Ensaios recomendados para marmores e granitos 31 Tabela 03 - Resultado dos ensaios de indices fisicos (NBR 12.766) 33 Tabela 04 - Resultado dos ensaios de compressao uniaxial (NBR 12.766) e

congelamento/degelo (NBR 12.769) 34 Tabela 05 - Resultado dos ensaios de velocidade ultra-sonica corpo de prova

7,5cm (ASTMD 2845) 35 Tabela 06 - Resultado dos ensaios de velocidade ultra-sonica corpo de prova

10cm (ASTMD 2845) 36 Tabela 07 - Resultado dos ensaios de flexao (NBR 12.763) 36

Tabela 08 - Compatibilidade das tecnologias de corte de acordo com os

metodos de lavra 54 Tabela 09 - Classificagao das fraturas 60

Tabela 10 - Distribuicio das fraturas por setor 61 Tabela 11 - Calculo do volume entre as segoes A-A' e B-B' 65

Tabela 12 - Distribuigao da reserva indicada em blocos 67 Tabela 13 - Estimativa de perfuragao primaria e secundaria na lavra em

matacoes 73 Tabela 14 - Estimativa de perfuragao final por bloco na lavra em matacoes 73

Tabela 15 - Perfuragao total horizontal para o bloco primario 78 Tabela 16 - Perfuragao total vertical para o bloco primario 78 Tabela 17 - Perfuragao total horizontal para o bloco secundario 79 Tabela 18 - Perfuragao total vertical para o bloco secundario 79

LISTA DE F1GURAS

Figura 01 - Mapa de localizagao da area 18 Figura 02 - Distribuigao da reserva em matacoes do granito Picui 20

Figura 03 - Aspecto atual da frente de lavra 22 Figura 04 - Processo de carregamento de blocos 22

Figura 05 - Mapa geologico regional 27 Figura 06 - Principals metodos de lavra utilizados 39

Figura 07 - Lavra por tombamento (segoes esquematicas) 40

Figura 08 - Fatias verticals 41 Figura 09 - Bancadas altas (metodo finlandes) 42

Figura 10 - Fatias horizontais/degraus "segoes esquematicas" 44

Figura 11 - Processo de lavra em matacoes 45

Figura 12 - Lavra por desabamento 46 Figura 13 - Principals tecnicas de corte utilizadas 48

Figura 14 - Furos coplanares paralelos espagados com uso de explosivos 49

Figura 15 - llustrag§o de uma maquina de perfuragao continua 50 Figura 16 - llustragao esquematica do ciclo de desmonte com fio diamantado 52

Figura 17 - llustragao esquematica da operagao com jet-flame 53

Figura 18 - Vista parcial do setor SO 56 Figura 19 - Vista parcial do setor S1 57 Figura 20 - Vista parcial do setor S2 57 Figura 21 - Amostra polida do granito Picui 59 Figura 22 - Contato geoldgico do granito Picui e o granito cinza de

granulagao fina 63 Figura 23 - Contato geoldgico discordante do granito caramelo Picui com o

gnaisse migmatitico 63 Figura 24 - Comportamento da produgao no periodo de dez./95 a maio/96 70

Figura 25 - Corte esquematico longitudinal da abertura de urn matacao 72 Figura 26 - Planta baixa esquematica de uma das fatias do matacao aberto 72 Figura 27 - Segao esquematica do bloco primario para desmonte com

explosivos 77 Figura 28 - Segao esquematica da abertura de trincheiras atraves do corte em

Lucia Aparecida Silva Lima e

aos meus filhos Wandenberg B.

C. Lima Filho e Thayse Colaco

Silva Lima, DEDICO

AGRADECIMENTOS

Como sempre, a realizagao de um trabalho como este

implica na colaboragao de varias pessoas. Em especial o autor deseja

agradecer a todos os colegas da pos-graduacao.

Aos Professores Aarao de Andrade Lima e Joao Ramos de

Lucena agradego pela orientacao, apoio e compreensao manifestados

durante todo o periodo em que esteve absorvido na realizaeao deste

trabalho. Gostaria.ainda de estender meus agradecimentos aos outros

membros da banca examinadora: Prof. Dr. Eduardo Jorge Lira Bonates

e Prof. Dr. Tunkur Rajarao Gopinahat, pelas valiosas contribuicoes nas

alteragoes sugeridas, responsaveis pelo aprimoramento e elevacao do

nivel desse trabalho.

Finalmente gostaria de agradecer a todas as entidades

envolvidas na elaboragao da minha dissertagao:

A Universidade Federal da Paraiba - UFPB

Ao Conselho Nacional de Pesquisa - CNPq

A Companhia de Desenvoivimento de Recursos Minerals da Paraiba

-CDRM

This present research work has as main objective present a method to explore in rocky massif of Picui Granit, considering the nowadays situations of the main methods of exploring and cutting techniques used on exploitation of ornamentals rocks and shows, also, the importance of the realization exploitation plan on several degree of a ornamental rocks quarry productive circle.

For this, firstly a bibliographic research was realized regarding all the exploitation method and cut techniques of ornamentals rocks used, analyze their usage, advantage and disadvantages. As was made also a research regarding the local and regional geology that cover the area where grows the Picui Granit.

The second step, taking geologies information as base that was selected the main massifs grows and was realized topographyes, geologies and structural research as the objective of to produce a map geologic and structural of them. With the maps on hands, it was possible determine which part of the quarry presents the best geologies and structural conditions to plan and install an exploitation work. With these informations is it possible calculate the blocs exploitation reserve and determine the better exploitation method and cutting method for that kind of granit.

RESUMO

O presente trabalho tern como objetivo principal apresentar urn metodo para lavra e m macigo do granito Picui, levando em consideragao o cen&rio atual dos principal's metodos de lavra e tecnicas de corte aplicadas na explotagao de rochas para fins omamentais, como tambem, mostrar a import§ncia da realizac§o de urn planejamento de lavra dentro das varias fases do ciclo produtivo de uma pedreira de rochas omamentais.

Para tanto, em uma primeira fase foi reaiizada uma pesquisa bibliografica a respeito de todos os metodos de lavra e tecnicas de corte em rochas omamentais atualmente praticadas, analizando-se suas utilizagSes, vantagens e desvantagens. Como tambem foi feito urn levantamento a respeito da geologia local e regional que envolvia a area de afloramento do granito Picui.

Em uma segunda fase, com base nas informacSes geolbgicas foram selecionados os principais afloramentos em macigo e realizados levantamentos topograficos, geologicos e estruturais dos mesmos, com o objetivo de se obter urn mapa geoldgieo e estrutural dos afloramentos. De posse dos mapas, pode-se determinar o setor da jazida que apresentava melhores condigoes geologicas e estruturais de se planejar e instalar uma frente de lavra. Podendo-se a partir destas informagoes, calcular a reserva explotavel de blocos e determinar o metodo de lavra e tecnica de corte que melhor se adequasse aquele tipo de afloramento granitico.

1.1 - Introdugao

As rochas omamentais e de revestimento atraves de suas varias combinacSes e, com base em suas qualidades estruturais, petrogra.ficas e esteticas tais como (cor e padrao), apresentam uma grande variedade de aplicagOes. Podem ser divididas em quatro grupos principals conforme a utilizagao: arquitetura e construgao; construgao e revestimento de eiementos urbanos; artes funebres e decoracSo.

As pedreiras de rochas omamentais sao explotadas atualmente por diferentes metodos de lavra ou combinagdes delas, tais como: lavra de matacSes, lavra por bancadas, por paineis verticals, por desabamento, lavra seletiva e lavra subterrSnea. As tecnicas de corte, cujos objetivos s§o a remogao do material dos macicos rochosos ou matacSes sao as seguintes: fio helicoidal, fio diamantado, magarico {jet - flame), perfuragao continua, jato d agua {water - jet), rocadeira de corrente com ferramenta de carbureto de silicio ou diamantada, fendilhamento

"splitting" dinamico com explosivo e corte com cunha. A selecao da tecnica de

corte a ser adotada em cada caso particular, tern a finalidade de otimizar o resultado economico e permitir a necessaria flexibilidade das diversas fases do ciclo produtivo.

Conhecido comercialmente, a nivel regional, como "Granito Caramelo Picui" e, classificado petrogr£ficamente como biotita granito (3b), ocorre sob a forma de matacoes (boulders) e macigo rochoso, sendo que ate o momento so foram lavrados os matacoes. A perspectiva da exaustao da reserva sob forma de matacoes, haja vista que a mesma e constituida 8 9 % da reserva total de matacoes, com volume inferior a 30m3, motivou este estudo, com a finalidade de investigar a possibilidade de implantagSo de urn projeto para a lavra em macigo.

Para tanto, foram estudadas e analisadas suas principals caracteristicas geoldgicas, estruturais, fisiograficas e petrognMicas. Isso permite uma melhor definigao sobre o metodo de lavra e tecnica de corte aplicada para este macigo rochoso, que melhor se adapte a este tipo de afloramento

14

possibilitando a viabilizacao do seu aproveitamento raciona, lavrando-o economicamente viavel.

Por essa razSo e importante utilizar essa pedreira como modelo, de forma a permitir a demonstragao da importancia da elaboracao de urn planejamento adequado, em todos os seus aspectos, iniciando com uma pesquisa geoldgica de detalhes e definicSo da melhor metodo de lavra e tecnicas de corte disponiveis. Pois, com base nos resultados da pesquisa geoldgica de detalhe, com definigao de ambientes e volumes, se pode definir: niveis de produc§o, vida util das operagoes dimensionamento de equipamentos e instalagoes, calculo de custos, sequencia das principals atividades envolvidas no ciclo produtivo, recuperagao, e aspectos de recuperagao ambiental etc.

Do ponto de vista eeonomico, a decisao entre os diferentes metodos de lavra e tecnicas de corte nao e tarefa facil, principalmente pelo fato de se tratarem de situagoes variadas quanto as suas aplicagSes. Os aspectos geoldgicos, litolbgicos, fisiograficos e geoestruturais da jazida, assim como as caracterfsticas petrografieas e o valor do material a ser lavrado, normalmente apresentam urn amplo aspecto de variagao e sao determinantes para a escolha adequada do metodo de lavra e tecnica de corte.

Assim, e importante ainda continuar ressaltando que a implementagao e a gestao de uma pedreira, assim como as escolhas tecnoldgicas, dependem de diversos fatores, dentre os quais pode-se destacar: caracterfsticas da jazida; condigdes topograficas; posicionamento em relagao ao ambiente; amplitude das operagoes e disponibilidade financeira para o empreendimento. A escolha desses fatores podera orientar para as mais diferentes solugSes.

1.2 - Historico

A utilizagao de rochas (granitos, marmores e outras) pela civilizagao para diversos fins e conhecida desde a era paleolitica (500.000 a . C ) . No Sc. IV a.C. ja eram mencionadas as grandes obras dos egipcios, tendo-se hoje registro e m seus monumentos, que vao desde os templos, palacios, estatuas e obeliscos ate obras funerarias. A civilizagao greco-romana, por sua vez, deixou urn grande

registro em suas obras (estatuas, templos, aquedutos, etc.) e m diversos paises da Europa,

Asia

e Norte da

Africa.

Nos os ultimos trinta anos, o marmore e outras rochas de natureza semelhante tern sido explorados em grande escala. Com o aperfeicoamento das tecnicas de extracao e dos equipamentos de beneficiamento (serragem e polimento), houve urn aerescimo no consumo dos granitos e rochas afins, cuja difusao se deve as suas caracterfsticas fisicas e quimicas (resistencia, dureza, etc.) e esteticas (cor, textura, etc.). Estas rochas podem atingir valores consideraveis no mercado, dependendo principalmente das suas quaiidades como: padrao cromatico, beleza estetica, raridade, exclusividade, uniformidade, grandes reservas, etc.

Utilizada atualmente nas mais variadas e diversificadas formas, desde artes funebres ate grandes obras arquitetdnicas, a produgao mundial de rochas omamentais e de revestimento que na decada de 20 era de 1,5 milhoes de toneladas/ano, atualmente e estimada em 40 milhoes de toneladas/ano, apresentando urn crescimento anual de 6 % ao longo dos ultimos cinco anos.

Os marmores representam atualmente 5 0 % da producao global sendo os outros 5 0 % atribuidos aos granitos. Vale salientar que a participacao dos granitos se elevou de urn patamar de 15%, no principio dos anos 50, para 2 2 % nos anos 70, 3 6 % em meados dos anos 80, ate os atuais 50%, incrementando a demanda global sem, contudo restringir a utilizacao dos marmores. (Calaes e t a l . 1995)

No Brasil, urn importante ciclo de desenvolvimento do setor de rochas omamentais vem se realizando ao longo dos ultimos cinco anos, associado aos seguintes fatores principals: mudancas tecnologicas, acoes de fomento e a abertura do mercado. Tais fatores foram decisivos para que o Brasil viesse a participar com cerca de 10,3% do mercado mundial na seguinte proporcao: 9,4% das exportacSes de granitos em estado bruto, 1,9% das exportacoes de marmores em estado bruto e 0,9% das exportacoes de rochas processadas. Esses numeros colocaram o Brasil em 1995 como o 42 maior exportador de rochas omamentais, atras apenas da China,

India

e

Africa

do Sul.

16

A estrutura nacional de producao de rochas omamentais, que apesar da queda de 5,3% verificada em 1995 em relacao ao ano anterior, conta com recursos mineral's da ordem de tres trilhoes de m3 e com cerca de 300 frentes de lavra em atividade, das quais sao extraidas aproximadamente 400 mil m3/ano de granitos, 200 mil m3 /ano de marmores e 120 mil m3 /ano de materiais suced§neos. E importante ressaltar que urn terco da producao nacional de blocos de marmores e granitos tern se destinado a exportacao e o restante ao processamento interno. (Calaes e t a l . 1995)

A regiao Nordeste conta atualmente com aproximadamente 140 unidades de extracao de marmores e granitos. As referidas areas totalizam uma capacidade de producao de blocos da ordem de 230 mil m3 /ano. E importante observar que no periodo de 1983 - 1 9 9 2 , o consumo total de marmores e granitos na regiao Nordeste evoluiu de 1,4 milhoes de m2 para 2,3 milhoes de m2, evidenciando urn crescimento a taxa de 5,5% a.a. Dentro de uma projecao de mercado, estima-se que a demanda regional devera evoluir em ritmo equivalente a 7,3% a.a., atingindo 4,7 milhSes de m2 em 2002. (Calaes. 1995, Farias. 1995).

A grande vocacao mineral do Estado da Paraiba esta voltada para os bens minerais nao metaiicos como: bentonita, caulim, e outras argilas, calcarios, feldspatos, etc. Os primeiros trabalhos de pesquisa dirigidos para as rochas omamentais no Estado foram desenvolvidos pela Companhia de Desenvolvimento de Recursos Minerais da Paraiba - CDRM, com o "Projeto Marmores e Granitos" iniciado em abril/93. A nivel regional este projeto constou basicamente de pesquisa bibliografica, fotointerpretacao, loealizagao e verificagao das ocorrencias, qualificacao e quantificacao preliminar dos dep6sitos.

No projeto foram catalogadas 91 areas, sendo selecionadas para uso ornamental apenas 21 litotipos graniticos e 4 ocorrencias de marmore. A partir do projeto desenvolvido se teve uma ideia da quantidade e qualidade dos depbsitos de granitos e marmores da Paraiba, com perspectivas de aproveitamento na industria de revestimento. (CDRM/PB. 1993)

Atualmente vem sendo desenvolvidos no Estado varios projetos de lavra de granito em alguns municipios como, por exemplo: granito Caramelo e m Picui, granito Sucuru em Serra Branca, Branco Floral e m Baraunas, Cinza Ariano

e m Taperoa, Bege Imperial em Imaculada e Verde Imperial em Santa Luzia. Sendo que atualmente em todas essas pedreiras, e utilizado o metodo de lavra e m matacoes.

1.3 - Objetivos e justificativas

O presente trabalho tern como objetivo principal apresentar urn metodo para lavra em macico do granito Picui, levando em consideraeSo o cenario atual dos principals metodos de lavra e tecnicas de corte, e mostrar a importancia de realizar urn planejamento de lavra dentro das varias fases do ciclo produtivo de uma pedreira de rochas ornamentals.

Como se sabe, a mineracao e fortemente influenciada por fatores economicos, especialmente no caso das pedreiras, pois visam o retorno do capital investido quase que imediatamente. Por estas razoes e que a maioria das unidades produtoras de rochas omamentais em bruto no Brasil e, principalmente, no Estado da Paraiba, sao desenvolvidas e m reservas de matacoes. Nos ultimos anos, a evolucao dos equipamentos, metodos e tecnicas de explotacao para jazidas em macigo vem reduzindo substancialmente os custos finais, com

aumento de produtividade e reducao no risco de investimento. Como consequencia surge uma tendSncia mundial de dirigir os trabalhos de explotagao direcionados exclusivamente para os macicos rochosos.

1.4 - A Jazida

A jazida do granito Caramelo Picui pertence a Companhia de Desenvolvimento de Recursos Minerais da Paraiba - CDRM - PB, sendo resultado do Projeto Marmores e Granitos da Paraiba, cujo objetivo era selecionar as principals ocorrencias de marmores e granitos com perspectiva de aproveitamento econdmico para fins omamentais.

18

1.4.1 - L o c a l i z a c a o e v i a s de a c e s s o

Localizada na faixa centro norte do Estado da Paraiba (Figura 1), a area e cortada pela rodovia asfaltada PB-053, distando 110 Km de Campina Grande e 266 Km do Porto de Cabedelo-PB. A area do granito Picuf esta situada no Sitio Pedreira, entre os municipios de Picui e Baraunas.

O acesso a area e feito a partir da cidade de Picui, no sentido da cidade de Barra de Santa Rosa, pela rodovia asfaltada PB-053, percorrendo-se 12 Km, ate o entroncamento da estrada de acesso a cidade de Baraunas, percorrendo-se cerca de 1Km, ate chegar a area de ocorrencia do granito.

1.4.2 - C a r a c t e r i s t i c a s d a j a z i d a

O Granito Caramelo Picuf e constituido por concentracoes de matacSes de forma ovalada, com eixo maior na direcSo NNE-SSW, com ate 500m de largura e 700m de extensao. As areas contendo matacoes foram mapeadas pela CDRM/PB na escala 1:10.000 (Anexo 01), onde os principals setores identificados foram denominados de "A", "B", "D" e "E". O setor "A" e o mais importante, pois apresenta o maior numero de matacoes.

As reservas calculadas (medida e indicada) do granito Picui somam urn volume total de 24.471,76 m3, sendo 16.034,26 m3 correspondente a reserva de matacoes (Tabela 1), dos quais 89% sao de matacoes com volume abaixo de 30m3, 4,2% com volume entre 31 e 50m3, 3,7% com volume entre 51 e 100m3 1,1% com volume entre 101 e 150m3 e apenas 2% com volume acima de 150m3 conforme mostrado na Figura 2.

Tabela 1

Distribuicao da reserva atual e da area lavravel do granito Picui

S E T O R A R E A L A V R A V E L ( h a ) R E S E R V A M E D I D A (m3) R E S E R V A I N D I C A D A (m3) OBSERVANCES A 17.80 13.561,57 - 774 MATACOES B 6.50 1.579,48 - 91 MATACOES D 1.60 8.437.50 3.760,00 MACICO E 1.10 893.21 - 35 MATACOES T O T A L 27.00 24.471,76 3.760,00 900 M A T A C O E S 01 M A C I Q O

20 100 90 80 5? 70 § 60 S 50 a 40 £ 30 20 10 4-2 3-7 1,1 2,2 0 0 - 3 0 31 - 5 0 51 - 100 101 - 150 > 150

Intervalo de volume de matacoes m3

Figura 2 - Distribuicao da reserva em matacoes do granito Picui

1.4.3 - Metodo de lavra utilizado

Tendo em vista a disposicao da jazida, a lavra em matacoes e atualmente executada, isto em virtude dela exigir tecnologia simples e requerer baixo investimento em equipamentos e desenvolvimento, conforme mostrado na Figura 3. A operacao consiste na extragao de blocos na forma de grandes paralelepipedos orientados nos sentidos da corrida ( 12 piano de clivagem) ou levante ( 2s piano de clivagem), com dimensoes variadas. As operacoes unitarias da lavra de matacoes de granitos sao as seguintes:

1) limpeza da area: para a preparacao da praca de lavra,

2) demarcacao do furo principal: ocorre apos a definigao dos tres pianos preferenciais de fraqueza,

3) furacao e raiacao: executada atraves de martelos pneumaticos com brocas integrals da serie 1 1 , sempre na direcao do primeiro piano (corrida), com o furo apresentando uma profundidade maxima equivalente a 2/3 da altura do matacao. Uma vez executada a furacao, procede-se a raiacao do mesmo com brocas especiais que darao ao furo o sentido de corte do matacao;

4) desmonte: efetuado com polvora, apresentando uma razao de carregamento da ordem 10cm de polvora para cada 2 metros de furo,

5) esquadrejamento em fatias executado apos a abertura do matacao de forma a obter-se o maior numero de blocos,

6) desbaste: consiste na retirada das reentrancias e saliencias deixadas nos processos anteriores, resultando em blocos com dimensoes especificadas pelo marcado,

7) carregamento: efetuado atraves do arraste dos blocos por meio de urn guincho mecanico movido a diesel, e suspens§o por meio de urn pau-de-carga, localizado pr6ximo a frente de lavra, Figura 4.

22

Extafao de granite, em fkxl - P6.

Figura 03 - Aspecto atual da frente de lavra

1.4.4 - Aspectos fisiograficos

1.4.4.1 - C l i m a

De acordo com a classificacao de Koppen, a regiao onde esta inserida a jazida apresenta um clima do tipo semi-ando quente com chuvas de verao (BSh), caracterizado pela grande irregularidade de seu regime pluviometrico, que depende das massas de ar que vem do litoral (MEA) e do oeste (MEC). A maior ou menor intensidade da influ€ncia dessas massas de ar, provoca um aumento ou diminuicao das chuvas na regiao, que caem em um periodo de dois ou ties meses por ano e, assim mesmo em pequenas quantidades. As precipitacoes pluviometricas medias anuais estao em tomo de 400 mm.

1.4.4.2 - R e c u r s o s hidricos

A rede hidrografica regional e constituida pelo rio Picui que se dirige no sentido Norte-Sul, dependendo da xistosidade das rochas que formam o embasamento, recebendo muitos subsidiaries de direcao Leste-Oeste.

Localmente a drenagem mais importante na area, apresenta a nascente no sitio Mendes, passando pelos sitios Pedreira e Tanques. Uma pequena barragem esta localizada no Sitio Pedreira.

CAPITULO 2

GEOLOGIA

2.1 - Introdugao

Com o crescente consumo mundial de roehas ornamentals e de revestimento nos ultimos anos, a industria extrativa mineral passou a dar maior importancia para este setor. Para tanto, foram desenvolvidas pesquisas financiadas por entidades publicas e privadas com a finalidade de melhorar e aprimorar o desempenho das varias atividades ligado a este setor, desde a pesquisa geoldgica ate o beneficiamento (serragem e polimento).

Esses estudos foram direcionados ao desenvolvimento de metodologias de pesquisa especiflcas, de §mbito regional e local com a finalidade de poder determinar e localizar ambientes geoldgicos favoriveis a existencia de determinados tipos de rochas.

Esta nova mentalidade foi de fundamental importancia para se ter uma visao mais ampla da ocorrencia desse tipo de material, possibilitando a separac^o a nfvel regional das principals provincias graniticas, baseando-se apenas nas caracteristicas mineraldgicas da regiSo. A nfvel local foram realizados mapeamentos geoldgicos de detalhe, especificos para rochas ornamentais, com a finalidade de determinar caracteristicas estruturais e petrograficas das rochas.

Com o desenvolvimento da pesquisa, surgiram e foram aperfeicoadas novas metodologias de lavra, tecnicas de corte e beneficiamento para rochas, viabilizando a explotacSo de determinados depdsitos que, ate entao, eram considerados inviaveis do ponto de vista economico.

Os avancos tecnoldgicos no setor e a mudanca de mentalidade, no setor de rochas ornamentais, exigiram um conhecimento integrado e especifico de todo o ciclo produtivo, ou seja, desde a pesquisa geologica, caracterizacio tecnoldgica do material, metodologia de lavra, tecnologia de corte, transports,

Entretanto, geralmente para o mercado nacional, a caracterizacao de um determinado material como rocha ornamental e de revestimento e determinadas exclusivamente pelo seu aspecto estetico e decorativo, cor e 6tima uniformidade, sem que se leve em consideracSo a adequacSo de suas caracteristicas tecnolbgicas ao tipo de utilizac§o.

Por essa razao e imperativo que se desenvolva uma orientagio adequada do setor de rochas ornamentais no que se refere a realizacao de estudos previos de pesquisa, com a finalidade de determinar as caracteristicas geol6gicas, litol6gicas, estruturais, mecSnicas e petrograficas do dep6sito. Estas caracteristicas sao de fundamental importancia para a caracterizagao de um material para fins ornamentais, visto que e a partir delas que se pode determinar o tipo de mercado que o material pode atender e, principalmente, defmir, com base nestes condicionantes um planejamento de lavra que envolva todas as etapas do processo. (Calaes et al 1995; Chiod, 1995)

2.2 - Geologia

2.2.1 - Geologia regional

Em escala regional, a §rea em estudo e dominada por uma seqiiencia de rochas cristalofilianas pertencentes ao Pre-cambriano.

Do ponto de vista lito-estratigr£fico, as rochas do Pre-cambriano que compSem a regiao estao agrupadas em tres unidades b&sicas distintas: Grupo Serid6, Rochas Filonianas e Complexo Gn&ssico-migmatitico. Individualmente as respectivas unidades apresentam-se da seguinte forma. (Ennes et al, 1975; Lima, 1980)

1) Grupo Serido - Esta unidade corresponde a uma seqiiencia de rochas metassedimentares posicionadas estratigrafieamente sobre as rochas do Complexo Gnaissico-migmatitico, sendo representada pelas formac5es Equador formada por rochas quartzitos arcosianos (psse), Jucurutu formada por rochas gn£issicas-migmatiticas, gnaisses, m&rmores e rochas calcissilic&ticas (pesj), e Seridd e pelas rochas Plutonicas Granulares.

26

2) Rochas Filonianas - SSo consideradas rochas filonianas todas as rochas de natureza pegmatdide, sendo as mesmas localizadas a oeste da referida irea.

3) Complexo Gnaissico - Migmatitico - Em termos de taxonomia estratigrifica, por n§o ser possivel um empilhamento lito-estratigrafico da seqiiencia rochosa sob os metambrtleos do Grupo Seridd, foi assim denominado de complexo todas as litologias que formam tal assoalho ou embasamento, de histbria geol6gica e evolugSo tectonica provavelmente diversa das supracrustais. Largamente distribufda ao longo da area do projeto, compreende um conjunto ou grupamento de litotipos de alto grau metambrfico (fades anfibolito e mais

raramente granulito). Fazem parte deste complexo basal as rochas gnaissico-migmatlticas (psgnmg), gnaisses lepitiniticos (pegnl) e rochas granitoides (pegr), estas de maior interesse para este estudo.

A forte migmatizacao e granitizacao que sofreram as rochas deste complexo, obliteraram completamente suas relacdes originais, tornando impraticavel seu empilhamento litoestratigrafico.

Os granit6ides relacionados ao Complexo Gnaissico-Migmatitico constituem corpos elipsoidais e de formatos irregulares, de diversas dimensoes, encaixadas nas rochas do referido complexo. Geralmente estao alongados segundo o "trend" NNE-SSW da foliacao regional (Figura 5). Petrograficamente sao classificados como biotita - granito e hornblenda-biotita - granito.

A relacao de contato dos corpos supracitados com as encaixantes (rochas gnaissicas - migmatiticas), se processa de modo gradativo por vezes tornando-se diffcil se precisar contatos em mapas, o que sugere uma possivel origem evolutiva anatetica para esses granitos.

Dentre os granitos associados ao Complexo Gnaissico-migmatitico, destacam-se os corpos de Barauna Picui/Campo Redondo, Cubati, Serra do

Figura 5 -Mapa geologico regional

Fonte: Mapa geolbgico do Estado da Parafba -1983

2.2.2 - Corpo granitoide Baraunas/Picui

O perfil mais completo para analise deste corpo granitico 6 feito atraves da estrada que liga a cidade de Picuf ao povoado de LamarSo, como tambem atraves da que une este ultimo ao sitio Boa Fe. (Ennes e Santos. 1975).

Partindo de Picui, na direcao leste, esta unidade se inicia com uma rocha granitdide de cor creme, de granulacao grosseira, apresentando uma textura cataclastica, onde se distingue quartzo de habito xenomorfico as vezes intercrescido nos fenocriatais de feldspato (microclina) constituindo uma textura grafica. Os feldspatos quando atingem a escala centimetrica exibem um alto grau de fraturamento, uma forma elipsoidal e uma orientacio preferencial

28 submeridiana. Bordejando estes cristais e eonspfcua a presenca de biotita e/ou anfibdlio, em finas lamelas tambem orientadas segundo a direcao acima referida.

E interessante ressaltar que, tais aspectos texturais estao associados ao falhamento de Picuf, pois e ao longo dele onde os mesmos se verificam em escala maior. Nas proximidades do povoado Tanques, j£ fora da influencia do referido falhamento, esta litologia exibe uma textura granftica isdtropa, uma granulacao variavel (equigranular e porfirdide) e uma composicao mineraldgica essencialmente leucocratica, constitufda em maior percentagem de quartzo e feldspato, pouca biotita raramente anfibolio. Ja em direcao ao povoado de Lamarao, ao sul de Tanques e no entomo do povoado de Barauna, a textura predominante e porfiroide.

2.3 - Geologia local

O granito Picui, ou Baraunas constitui um corpo de formato irregular e alongado segundo direcao NNE. Regionalmente, encontra-se encaixado em rochas do Complexo Gnaissico-migmatitico. No entanto na borda oeste o mesmo faz contato com litologias do Grupo Serid6, atraves da zona de falha de Picui de cariter regional e, no extremo norte, o mesmo encontra-se parcialmente coberto por sedimentos terci&rios da Formacao Serra dos Martins. (Lima. 1980).

Em escala de afloramento, os granit6ides ocorrem na forma de lajedos, blocos com dimensoes variadas e de forma arredondada, nos quais se desenvolve uma intensa esfoliac§o esferoidal.

A jazida do Granitoide Picui e constitufda por alguns stocks, onde ocorrem concentrates de matacdes geralmente distribufdos em sub-areas denominadas setores, de morfologia relativamente plana. Sotoposto a eles encontra-se o macico rochoso e suas partes aflorantes.

CARACTERIZAQAO TECNOLOGICA DAS ROCHAS

PARA FINS ORNAMENTAIS

3.1 - Introducao

As rochas ornamentais desde a extracio, beneficiamento e aplieacao, sao submetidas as mais variadas solicitacSes fisicas e quimicas, como desgaste ou atrito, impacto, acao das intemperies, ataques por produtos de limpeza, liquidos corrosivos, etc. Por essa as rochas ornamentais ou de revestimento devem, fundamentalmente serem caracterizadas tecnologicamente (mineraldgica, fisica, quimica e mec§nica). Esta caracterizacao e essencial para a sua utilizacio correta, dando ao consumidor seguranca e economia (Caruso, 1996; Caranassios et al, 1996).

3.2 - Principals testes realizados para caracterizar uma

rocha destinada para fins ornamentais

As caracteristicas das rochas, como a previsao de seu desempenho em uso, s i o obtidas atraves de ensaios rigorosos, realizados segundo normalizacao por entidades nacionais (Assoeiacao Brasileira de Normas Tecnicas - ABNT) ou internacionais (American Society for Testing and Materials - ASTM, ou Deutsch Institut fur Normung - DIN). (Caruso, 1996; Caranassios et al, 1996).

As principais propriedades que devem ser identificadas sao:

1) Analise Petrografica. A anilise petrografica fornece as seguintes informaeSes principais: classificacao petrografica, composic§o, indicacio da genese, minerals alterados ou alteraveis, minerais moles ou friaveis, que poder§o comprometer o polimento, a durabilidade e ou estetica da rocha. Este ensaio e realizado segundo a norma NBR 12678 da ABNT.

2) indices Fisicos. SSo conhecidos como indices fisicos da rocha as seguintes propriedades: a massa especifica aparente seca e saturada,

30 porosidade aparente e absorcao de agua. Estes indices sao determinados segundo a norma NBR 12766 da ABNT.

3) Desgaste Amsler. Este tipo de ensaio procura quantificar o desgaste sofrido pela rocha quando submetida a traTego intenso de pessoas, sendo executado segundo a norma NBR 6281 da ABNT.

4) Coeficiente de Dilatacao Termiea Linear. Este tipo de ensaio visa determinar o coeficiente de dilatacao termiea linear das rochas, quando submetidas a variac5es de temperatura durante um intervalo de tempo, sendo executado segundo a norma NBR 12765 da ABNT.

5) Resistencia ao Impacto. A resistencia ao impacto e determinada atraves da queda de uma esfera de ago sobre um corpo de prova da rocha de forma a determinar sua resistencia. E executado segundo a norma NBR 12764 da ABNT.

6) Resistencia a Compressao Uniaxial. Este tipo de ensaio visa verificar a resist§ncia da rocha quando submetida a um esforco de compressao, sendo executado segundo norma NBR 12769 da ABNT.

7) Modulo de Deformabilidade Estatico. Este ensaio visa determinar o mddulo de elasticidade da rocha quando submetida a esforco compressivo uniaxial, e e determinado atraves da norma D 3148 da ASTM.

8) Resistencia a Flexao. O ensaio de resistencia a flexao visa determinar qual a tensSo que provoca a ruptura da rocha quando submetida a esforcos fletores e 6 determinado a partir da norma NBR 12763 da ABNT.

Os ensaios recomendados para caracterizagao de marmores e granitos ornamentais, e suas diversas aplicacoes estao ilustrados na Tabela 2.

Ensaios recomendados para marmores e granitos Ensaios Analise Petrografica indices Fisicos Resistencia ao

Desaaste Resistencia ao ImDacto

Resistencia a Compressao Uniaxial Resistencia a Flexao M6dulo de Deformabiiidade Estatica Dilatacao Termica Linear Alterabilidade Extracio X X X X Beneficiamento X X X X X x X X X Revestimento externo X X X X X X Revestimento interno X X X X X Pisos X X X X X X X X X Colunas e Pilares X X X X X X X Pedestais X X X X X Tampos de mesa X X X X X X X X X Pias X X X X X X X X X Soleiras X X X X X X X X X Esculturas X X X X Cilindros p/ uso industrial X X X X X X X X X Mesa de precisao de equipamentos X X X X X X X X X Forrte: (CARUSO, L. G., 1996).

s e n d s uesvaniagens no que aiz respeno as amcuiaaaes ae pianejamenio, Tana ae uniformidade no produto, produgao muito variavel, forte impacto paisagistico e, principalmente, reservas insuficientes.

Figura 1 1 - Processo de lavra em matacdes

4.3.5 - Lavra por desabamento

0 metodo de lavra por desabamento deve ser utilizado em materiais muito valorizados e relevos que apresentam um gradiente bastante elevado, e em macicos bastante afetados por sistemas de fraturamento. O metodo consiste no desabamento amplo ou seletivo de grandes volumes para posterior selecao dos blocos maiores, que serao secionados, para a obtencao de blocos menores dentro dos pad roes comerciais. (Figura 12)

Secao Esquematica _{Frente para Desmoitte} Por^ao p/ Desmo Galeriap/ Fjqplosi Tiincheiras p/ Furos laterals

4 Furos HoozQiitais 1 Covergentes/Explosivos

B-Desabamento Seletivo

Figura 12- Lavra por desabamento

Fonte: (Chiodi Filho. 1995)

A maior desvantagem deste metodo diz respeito ao grande volume de rejeito gerado, geralmente acima do volume total de blocos brutos extraido e com uma baixa recuperacao, entre 15 e 20%. Apresenta ainda alto risco de acidentes com pessoal e equipamentos, e forte impacto ambiental, dificultando assim a recuperacao da area lavrada, alem de causar vibracoes excessivas causado pelas detonacoes. Este metodo requer tambem forte meeanizacao, para movimentacao de material. (Chiodi 1995), (Caranassios et al 1996).

4.3.6 - Lavra seletiva

O metodo de lavra seletiva e aplicado com maior freqOencia em macicos que apresentam como caracteristica principal a presenca de diferentes tipos de fraturas com orientacio principal bem definida. Neste caso, as fraturas podem ser aproveitadas como pianos naturais de separac§o de grandes volumes do macico, passando-se posteriormente ao processo de corte e esquadrejamento. Quanto ao planejamento, o metodo de lavra seletiva permite, de imediato, a transferencia de blocos primarios para as areas destinadas ao esquadrejamento, sendo, para essa operacao utilizado carregadeiras sobre pneus que se deslocam com facilidade, mesmo em espacos reduzidos.

O metodo de lavra seletiva apresenta baixa recuperacao, obrigando um rapido desenvolvimento das operacoes, que s6 serao feitas com um bom

47 dimensionamento dos equipamentos. O piano de lavra deve apresentar variaveis estruturais bem definidas como: frente de lavra, patio de manobras, bota fora, etc., sendo necessario que a geometria da jazida acompanhe a direcao preferencial das fraturas.

4.4 - Tecnologias de corte

A escolha de uma determinada tecnica de corte para o desmonte de rochas ornamentais esta diretamente ligada as caracteristicas morfologicas, iitoldgicas, estruturais e geograficas da jazida. Tambem sao levados em consideragao par§metros economicos inerentes ao tipo e valor comercial do material, escala de producao e dimensao dos blocos.

As tecnicas de corte atualmente utilizadas estao subdivididas em duas modalidades: corte em costura e corte continuo, sendo que sua utilizacao depende do tipo geral de rocha (marmore ou granito). No caso do ma/more, por se tratar de uma rocha carbonatica, de baixa dureza, utiliza-se o corte continuo. Ja nos granitos, por ser uma rocha acida, com elevadas porcentagens de quartzo, o que as torna mais abrasivas, a tecnica mais difundida e a de corte em costura. Atualmente, com o desenvolvimento de novas tecnologias ja e possivel a utilizacao da tecnica de corte continuo com fio, em rochas graniticas com baixa porcentagem de quartzo, (Chiodi 1995), (Caranassios 1996), (Caruso 1996).

A seguir serao discutido as principais tecnicas de corte atualmente utilizadas, bem como suas principais caracteristicas. (Figura 13)

C o r t e e m . C o s t u r a . F u r a f a o C o p l a r a a x C o r t e C o n t i n u o F u x o s EspajcajcLos C u n l i a s 1 F u x o s A d j a c e n t e s M a s _{E n p l o s i v m s} F i o F i o H e l i c o i d a l Diamuantajdo C o r r e i a [Msurnan.taiAa. C o r r e i a / _{C o r r e n t f} I>e:ivtaxLa. D i s c o " J e t F l a m e " " W a t e r J e f I

Figura 13 - Principais tecnicas de corte utilizadas

Fonte: (Chiodi Filho. 1995)

4.4.1 - Corte em costura

E efetuado atraves de furacao com furos coplanares paralelos subdividido em furos espacados e adjacentes. Com os furos espacados, efetua-se a ruptura da rocha por meio de cunhas, explosivos, ou massa expansiva. Ja com os furos adjacentes iibera-se toda a superficie desejada do macico efetuando-se o desacoplamento.

Furos Coplanares Espacados com uso de Explosivos - E utilizado com furos paralelos com espacamento reduzido, sendo aplicado em pianos horizontals (fogo de levante) e piano vertical (fogo de avanco). Ambos efetuados de forma simultanea (Figura 14). Tern como principais caracteristicas:

1) espacamento entre furo de 20 a 40cm, correspondente a 8 - 10 vezes o diametro do furo;

49 2) media de furacao de 4 - 5m/m2;

3) como explosivo podem ser utilizado: polvora negra, nitrato de amdnia, cordel detonante (NP-5 e NP-10) ou cartuchos de explosivos de baixa velocidade, (4.000m/s), evitando-se desta forma o surgimento de fissuramento lateral nos blocos;

4) razao de carregamento dos furos tanto para cordel como para cartucho varia de 2 a 10g/t de rocha, nao podendo exceder 20g por metro de furo;

5) afastamento provocado no bloco pela detonagao varia de 10 a 50cm.

Foram citadas acima algumas caracteristicas deste metodo, n§o existindo, no entanto uma regra geral, pois o dimensionamento e funcSo do tipo de rocha e do seu nivel de fraturamento.

Figura 14 - Furos coplanares paralelos espacados com uso de explosivos.

Fonte: Chiodi Filho. 1995)

Corte em Costura com Furos Coplanares Adjacentes, sao executados para liberar as laterais dos blocos primarios, usando-se perfuratrizes especiais com acoplamento de ate tres martelos, que furam simultaneamente, deslizando sobre cremalheiras conforme ilustrado na Figura 15. Dependendo do

tipo de equipamento, o diametro de furacao pode atingir ate 60mm, sendo que brocas especiais podem aumentar o diametro de furacao na base do furo, facilitando assim o processo de tombamento do bloco primario. A veiocidade de furacao encontra-se na faixa de 40 a 50 cm/minuto, enquanto que a produtividade media situa-se na faixa de 1 a 1,2 m2/hora.

Figura 15 - llustracao de uma maquina de perfuracSo continua

Fonte: Caranassios et al. 1996).

Divisao Mecanica Atraves de Cunhas - E realizada no estagio final do processo de esquadrejamento dos blocos, ou seja, bloco final com dimensSes comerciais. Este processo e executado atraves de furos, com espagamentos variando de 10 a 15cm, segundo os pianos de fraqueza da rocha. E um dos

metodos mais antigos sendo empregado em todo os metodos de lava, (Chiodi 1995), (Caranassios etal 1996).

51

4.4.2 - Corte continuo

O corte continuo libera toda a superficie desejada sem o uso de furacSo, sendo para isso, utilizados equipamentos com: fios helicoidais, fios diamantados, correias dentadas/diamantadas, discos diamantados, jato de chama, e jato de agua. Segue-se abaixo urn breve resumo destas tecnicas, (Chiodi 1995), (Caranassios et al 1996).

Fio Helicoidal - £ mais utilizado para rochas carbonatadas

(marmores), consistindo o mesmo de tres fios trancados que compoem o helicoide. O corte e promovido pelo atrito de uma polpa com a rocha, e nao pelo fio, que funciona basicamente como elemento de transporte. A polpa abrasiva e composta de 90% de quartzo, e sua velocidade de corte e de 1 a 2 m2/hora. Atualmente o fio helicoidal vem sendo substituido pelo fio diamantado, (Chiodi,

1995), (Caranassios etal. 1996).

Fio Diamantado - F. utilizado para cortes verticals e horizontals,

tanto em marmores como em granitos, desde que os mesmos sejam pobres em quartzo Figura - 16. F. composto por perolas diamantadas soldadas em urn fio, e sua velocidade de corte e aproximadamente 2,5 m2/hora para granito e 15 m2/hora para marmores. Seu custo por metro quadrado de corte e de cerca de US$ 11,00 para marmores e US$ 125,00 para granitos, (Chiodi 1995), (Caranassios et al 1996).

Figura 16 • llustracao esquematica do ciclo de desmonte com fio diamantado

Fonte: (Caranassios et al. 1996).

Jato d' Agua - F. aplicavel para rochas com textura sacaroide, do

tipo granular ou granoblastica, pois o corte e processado por arranque (escarificacao) dos graos, sendo mais utilizados para arenito e rochas migmatiticas e quartzitos que sao sensiveis a detonacao, e refratarios ao uso do fio, (Chiodi 1995), (Caranassios et al 1996).

Jato de Chama - F. utilizado para abertura de cortes laterals (Figura

- 17). Sua utilizacao esta restrita a rochas silicatadas preferencialmente homogeneas, pois o corte e promovido atraves da dilatacao termica diferencial, por crepita?ao dos silicatos e, sobretudo do quartzo, uma vez que c o n c e n t r a t e s de minerals maficos e vesiculas de quartzo, que caracterizam heterogeneidade na textura, podem sofrer vitrificacao prejudicando consideravelmente o corte. Suas caracteristicas principals sao: velocidade de corte aproximada de 1 a 1,5 m2/hora, custo por metro quadrado de cerca US$ 1007m2 e problemas com gera?ao de

53 ruidos com nfveis entre 130 e 140 decibeis, calor excessivo e producao elevada de po, (Chiodi 1995), (Caranassios et al 1996).

Figura 17 - llustracao esquematica da operacao com jat-flame

Fonte: (Caranassios et al. 1996).

Cortadeira a corrente - E aplicavel exclusivamente para marmores,

com bracos de 2 a 3m de comprimento, efetuando cortes verticals e horizontals sendo sua velocidade de 3 a 6 m2/hora, (Chiodi 1995), (Caranassios et al 1996).

Divisao mecanica atraves de cunhas - E realizada no estagio final

do processo de esquadrejamento dos blocos, ou seja, bloco final com dimensoes comerciais. Este processo e executado atraves de furos, com espacamentos variando de 10 a 15cm, segundo os pianos de fraqueza da rocha. E urn dos metodos mais antigos sendo empregado em todo os metodos de lava, (Chiodi 1995), (Caranassios etal 1996).

A Tabela 8 mostra as diferentes tecnologias de corte, e o seu uso frente as metodologias de lavra, bem como as perspectivas de utilizacao.

Tabela 8

Compatibilidade das tecnologias de corte de acordo com os metodos de lavra.

METODO DE LAVRA TECNOLOGIA DE C O R T E

E X P L O PC DMC FH FD J F WJ

Lavra por bancada - cortes primarios - cortes secund&rio - esquadrejamento xxo xxo X XO XO xxoo X XOO xoo 0 XX 0 0 0 0 Paineis verticals - corte primario - esquadrejamento xxoo X -xxoo -0 - 0 0 0

Lavra por desabamento - desmonte - esquadrejamento XX xo -xxoo -0 -0 Lavra seletiva - desmonte - esquadrejamento xxoo X -xxoo -0 -0 -0

Lavra por matacOes - divisao - esquadrejamento xxo X - XO XXOO - - - 0 Lavra subterranea

Fonte: (Caranassios et al. 1996).

Legenda

EXPLO : Desmonte com substantias explosivas PC :Perfuragao continua

DMC : Divisao mecanica atraves de cunhas FH :Corte com fio helicoidal

FD :Corte com fio diamantado JF :Jato de chama (Jet Flame) WJ :Jatodagua (Waterjet)"

Frequencia de Aplicacao: Perspectiva de Aplicacao xx = Elevada oo = Boa

CAPITULO 5

MAPEAMENTO GEOLOGICO

5.1 - Introdugao

Os estudos iniciaram-se a partir de visitas realizadas a algumas pedreiras, que desenvolvem atividades de lavra em matacoes e macico, especificamente aos granitos: Sucuru - Serra Branca - PB (matacao), Caramelo Picui - Picui - PB (matacao), Marrom Imperial - Bom Jardim - PE (macico), Branco Floral - Baraunas/PB (matacao), Cinza Agreste - Taperoa - PB (matacao), entre outros.

Foi inicialmente realizada pesquisa bibliografica sobre a geologia regional e local da area em estudo, e sobre as principals metodologias de lavra e tecnicas de corte, com suas respectivas caracteristicas quanto a utilizacao. Deu-se inicio entao aos trabalhos de campo, com vista e coleta de informag6es a respeito das principals caracteristicas geolPgicas, litolPgicas, estruturais e petrograficas, das areas aflorantes em macico do granito Caramelo Picui.

Para o cumprimento das varias etapas da pesquisa foi inicialmente efetuado urn estudo aerofotogrametrico da area, com fotografias aereas nas escalas 1:70.000 (SACS SB24R 509, 510 e 511) e 1:40.000 (SACS Q.10 -2998, 2999 e 3000), sendo possivel localizar e delimitar os principals alvos a serem estudados, como tambem, obter informagoes sobre a morfologia e tragos estruturais da area.

Com os subsidios das informagoes geologicas e do levantamento aerofotogrametrico, deu-se inicio aos trabalhos de campo, tendo sido usado os seguintes instrumentos: bussola, lupa, trena, clinometro, estereoscopio de bolso e GPS.

A fase final foi realizada no escritorio, onde todas as informagoes de campo foram trabalhadas na elaboragao de mapas topograficos, geolbgicos de detalhe, calculo de reservas, recuperagao, furagao, e outros parametros

necessarios para definicao da metodologia de lavra a ser sugerida para este macigo.

5.2 - Mapeamento geologico

Apos efetuar-se uma serie de visitas as principals areas aflorantes do macigo do granito Picui, foram selecionados tres setores que apresentam importantes feigoes geoestruturais, sendo os mesmos designados de setores SO, S1 e S2. Nas figuras 18, 19 e 20, sao mostrados vistas parciais dos tres setores.

57

Os referidos setores tiveram toda a sua area mapeada para localizacSo exata de suas principals feicfies.

Com o auxilio de uma bussola, de urn GPS e trena foi entao definido urn ponto de amarrac3o, a partir do qual foi tracada uma linha de base, sempre no sentido da maior area aflorante do macico. A partir da linha base foram locadas e descritas as principals caracteristicas dos afloramentos (atitude das fraturas, veios, xenolitos, coloracao, granulometria, etc.). Dando origem aos mapas geologicos de detalhe.

Em toda as areas de ocorrencia, os matacoes apresentam-se saos ou levemente alterados, mas sao predominantemente homogeneos, sendo rara a presenca de xenblitos, que sSo elementos maficos e fraturas.

Nos afloramentos, o macico apresenta-se preferencialmente homogeneo quanto a textura e coloracao. No que se refere as anomalias, verificam-se ocorrencia de corpos gnaissicos, provavelmente nao remobilizados, como tambem intrusoes graniticas de coloragao cinza e textura media. Macroscopicamente, em escala de afloramento, a rocha apresenta-se com uma textura granular hipidiomorfa, com uma granulagao de media a grossa. Quanto a cor, no estado seco, o mesmo apresenta-se roseo - caramelo, fruto da conjuncao dos feldspatos microclina e plagioclasio, alem do quartzo leitoso xenomorfo Figura 21. (Pires etal. 1988)

59

Hi Hi

I .

Hi

Figura 21 - Amostra polida do granito Picui

5.3 - Parametros geoestruturais do macigo

No aspecto geo-estrutural, o macigo apresenta urn conjunto de fraturas subverticais que variam de 3 a 35m de comprimento distribuidos nos varios setores m a p e a d o s (Anexo 2). Este conjunto apresenta fraturas preenchidas c o m veios pegmatiticos c o m diregao preferencial N N E - S S W , fraturas preenchidas c o m veios de quartzo, c o m diregao preferencial N N E - S S W e fraturas nao preenchidas, que ocorrem c o m maior frequencia na area que apresenta a diregao preferencial N N W - S S E (Tabela 9).

Tabela 9

Classificacao das fraturas

Sem Preench. cl veio de Preench. cl veio Preench. Cl veio

preenchimento. quartzo pegmatitico granitico

Setor Diregao Setor Diregao Setor Diregao Setor Direglo

SO 84NW S1 84NE SO 80NE 82 68NW

SO 80NW S1 70NE SO 50NE SO 50NE

SO 77NW S1 70NE SO 18NE

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-SO 76NW S2 86NW SO 18NE

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-SO 80NW S2 75NW SO 18NE

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-SO 80NW S2 75NW S1 65NE

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-SO 76NW

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S1 30NE

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-SO 78NW

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S1 78NE

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-SO 79NW

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S1 15NE

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-so 82NW

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S1 88NE

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-so 83NW

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S1 36NW

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-so 83NW

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S1 79NW

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-so 05NE

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S1 07NE

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-so 80NW

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S1 52NW

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-so 82NW

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S1 79NW

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-so 82NW

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S1 15NE

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-so 75NW

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S1 85NE

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-so 03NW

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S2 10NE

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-S1 12NW

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S2 82NW

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-S1 75NW

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S2 82NW

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-S1 47NW

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S2 15NE

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-S1 33NW

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S2 10NE

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-S1 40NW

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-82 85NW

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-S2 81NW

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-S2 06NE

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-S3 45NW

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-S3 45NW

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-

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-S3 5SNW

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-S3 42NW -

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-S3 55NW

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-TOTAL 31 - 06

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22

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02

Uma vez catalogadas e mapeadas as fraturas foram classificadas segundo os criterios de preenchimento e atitudes. Sendo assim, foram catalogados os seguintes tipos (Tabela 10):

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Tabela 10

Disl tribuigao das Fraturas por setor

Setor Fraturas sem

preenchimento Fraturas preenchidas com veio de quartzo Fraturas preenchidas com veio Pegmatitico Fraturas preenchidas com veio aplitico TOTAL % SO 18 - 05 01 24 39.3 S1 05 03 12 - 20 32.8 S2 03 03 05 01 12 19.7 S 3 05 - - - 5 8.2 TOTAL 31 06 22 02 61 -% 50,8 9,8 36,1 3,3 - 100

Como resultado do levantamento geo-estrutural executado nos setores SO, S1, S2 e S3, foram catalogados 61 tipos de estruturas entre fraturas e veios, ficando evidente que:

1) 50,8%, sao de fraturas sem preenchimento, que apresentam direc§o preferencial NW-SE.

2) 36,1%, sao de fraturas preenchidas com veio pegmatitico, com direc§o preferencial N E - S W e largura media (deslocamento) na ordem de 9,2cm.

3) 9,8%, s§o de fraturas preenchidas com veio de quartzo, que apresentam largura media de 6,3cm.

4) 3,3% sao de fraturas preenchidas com veio aplitico.

Esta analise estrutural, feita nos quatro afloramentos, foi fundamental para a escolha do setor onde se desenvolveria a proposta para o desenvolvimento da nova metodologia de lavra. A frequencia, distribuicao e os tipos de tracos estruturais, juntamente com a area aflorante em macico, formaram urn conjunto de informacoes decisivas quanto a escolha do setor para o processo de avaliacao e recuperacao da jazida.

Quanta aos pianos de fraqueza (clivagem), o granito Picuf apresenta tres direcSes preferencias de corte. O primeiro piano, ou o de menor resistencia, encontra-se disposto horizontalmente; o segundo piano ortogonal ao primeiro e de resistencia media, apresenta direc§o em torno de 22°NE e, finalmente o terceiro piano ortogonal ao primeiro e segundo pianos de maior resistencia, apresenta direcio em torno de 68° NW.

5.4 - Diferenciacao litologica

A s areas em macico do granito Picui que foram mapeadas em escala de detalhe nao apresentam diferenciacoes marcantes dos pontos de vista cromatico e textural. Este comportamento comprova as informacoes obtidas durante o processo de lavra em matacSes, desenvolvido ao longo dos ultimos anos. Uma anomalia marcante e que foi facilmente mapeada (Anexo 03), consiste na presenca de urn granito de granulometria media microporfiritica, com fenocristais de microclina hipidiomorfa e idiomorfa de cor rdsea em contraste com a matriz de cor cinza constituida de quartzo, plagioclasio e biotita de zonas diferenciadas. (Figura 22) Com contatos geologicos bem definidos, esta rocha de granulacao fina e colorac3o cinza, e proveniente de processos de granitizagao. Outra feicao litologica e a existencia dentro do corpo de algumas ilhas preservadas da rocha encaixante preexistentes. (Figura 23)

63

Figura 23 - Contato geologico discordante do granito Caramelo Picui com o

gnaisse migmatitico.

5.5 - Mapa plani-altimetrico

Uma vez efetuado o mapeamento dos tres setores, elegeu-se o setor S1 para efetuar-se o mapeamento plani-altimetrico, por este apresentar melhores condicoes no que diz respeito principalmente a area aflorante, homogeneidade, nivel de fraturamento e topografia.

O trabalho teve inicio, a partir da linha de base definida durante o mapeamento geoldgico. Os instrumentos utilizados nesta fase foram clindmetro, trena e baliza. A metodologia utilizada foi a das secoes transversals, onde a cada 10m no sentido da linha da base foram tomadas uma visada a frente e uma a re, sendo tomadas tambem duas visadas uma a esquerda e outra a direita. Obtendo-se urn conjunto de informacSes, que deram origem ao mapa topografico na escala

1:200, com curvas de nivel espacadas de metro em metro, mostrado no Anexo -5.

5.6 - Cubagem da reserva

Os trabalhos de cubagem da reserva foi realizado no setor S 1 . De tal forma, que o volume total de granito bruto e a reserva de blocos foram calculados entre os perfis geolbgicos A - A e B-B', numa extensSo de 75m.

5.6.1 - Volume total de granito

O processo de cubagem da reserva compreendida entre o intervalo dos perfis foi executado com base nas informacdes do mapa geol6gico e topografico.

A partir da cota 580 foram calculadas as areas entre as curvas de niveis, utilizando-se metodo dos trapezios com intervalo constante, de acordo com a equacao abaixo. (Cardao, 1961) De posse do valor da area calculada (An), o volume total do intervalo (Vn) foi obtido multiplicando-se a area calculada pela altura media do intervalo (Pn) tomando-se como referenda a cota 580.

65

Com este procedimento, dentro do intervalo entre os perfis A-A' e B-B', foi cubada uma reserva total da ordem de 23.335 m3 de granito (in-loco), resumida na Tabela-11

n

An = [ E hn + (hi + hn)/2] Ax

h=1

Vn = An * Pn

An = area do intervalo entre curvas de nivel

Vn = volume total do intervalo entre c u r v a s de nivel

n = numero de intervalos hi = altura inicial

hn = altura final

Ax = intervalo entre duas s e c d e s

Pn = profundidade media entre d u a s c u r v a s de nivel em relacao

a cota b a s e .

Tabela 11 - Calculo de volume entre a s s e c o e s A-A' e B - B '

Intervalo de Area do intervalo entre Altura media do Volume medido no

curva de nivel curvas de nivel (m2) intervalo (m) intervalo (m3)

580 - 581 510,50 0,50 255,25 581 - 5 8 2 502,50 1,50 753,75 582 - 583 611,40 2,50 1.528,50 583 - 584 686,60 3,50 2.403,10 584 - 585 1.263,50 4,50 5.685,75 585 - 586 1.536,70 5,50 8.451,85 586 - 587 479,80 6,50 3.118,70 587 - 588 151,80 7,50 1.138,50 Total 6.742,80 - 23.335,40

5.6.2 - Reserva de blocos

Para a cubagem da reserva de blocos brutos (medida nao comercial), foram adotados os seguintes parametros basicos: comprimento bruto 3,00m, altura bruta 1,80m e largura bruta 1,50m. Foram tambem consideradas todas as informacoes do mapa geol6gico de detalhe do setor (atitude, largura e tipo das fraturas, anomalias, homogeneidade, elementos deleterios, etc.). De posse destas informacoes e uma v e z f i x a d o o tamanho final do bloco, o calculo do volume em blocos foi executado a partir da definicao de curvas de nivel espacada em valores multipla das alturas dos blocos, a partir da cota 580. (Anexo 7)

A curva de nivel denominada de curvas de iso-blocos representa a quantidade de blocos existentes em cada intervalo, sendo a mesma representada da seguinte forma Nv/ Nn, onde Nv representa o numero de blocos na vertical e Nh o numero de blocos na horizontal.

Para a obtencao das curvas de nivel de iso-blocos, o intervalo compreendido entre os perfis geolbgicos A - A e B-B', iniciando-se a partir do perfil A - A , foram tracadas linhas perpendiculares a partir da curva de nivel 582, com intervalos de 1,80m que representa a altura do bloco final.

Partindo-se ainda da curva de nivel 582, tirando-se 50cm correspondente a uma zona de intemperismo da rocha, foram tracadas curvas de nivel intermediaries 583,50, 585 e 586,50 com intervalos de 1,50m, que representa a largura do bloco final, ver mapa de cubagem de blocos (Anexo 07).

Uma vez definida as curvas de nivel de iso-blocos, as linhas transversals de 1,80m de largura que se encontravam dentro do intervalo das curvas de iso-blocos, foram subdivididas em comprimento de 3,00m (comprimento final do bloco) ou multiplos dele, obtendo-se assim a reserva total do intervalo de blocos perfeitamente aproveitaveis, ou seja, livre de fraturas ou anomalias.

6 7

Ao final, dentro do intervalo entre os perfis A - A e B - B', foi cubada uma reserva total da ordem de 13.656,60 m3 de blocos de granito (in-loco), resumidos na Tabela 12.

Tabela 12

Distribuigao da reserva indicada em blocos

Intervalo de curva de Area do intervalo * Altura do intervalo Volume bruto

nivel (m2) (m) indicado em blocos (m3) 582 - 583,5 664,20 1,50 996.30 5 8 3 , 5 - 5 8 5 1.144,80 3,00 3.434,40 585 - 586,5 1.609,20 4,50 7.605,90 586,5 - 588 1.080,00 6,00 1.620,00 Total 4.498,20 - 13.656,60

(*) Altura equivalente ao multiplo da largura do bloco (1,50m)

5.7 - Recuperacao da jazida

Com o resultado da reserva medida de 23.335,40 m3 de granito e uma reserva estimada de blocos de granito de 13.656,60 m3 aliada ao metodo de lavra e tecnica de corte indicada, pode-se chegar a uma recuperacao da ordem de 5 8 % .

5.8 - Volume de rejeito

A medida que os trabalhos de lavra forem avancando, sera gerado urn volume de rejeito, aproximado de 9.978 m3 de rocha in loco, que de acordo com o fator de empolamento do granito que e de 58,7% totalizara urn volume solto da ordem de 15.836 m3.

5.9 - Piano de recuperacao ambiental

Os trabalhos de recuperacao da area minerada serao executados a medida que forem avancando os trabalhos de lavra. Tal medida tern como objetivo tentar minimizar os efeitos causados pela atividade. Como ao final das atividades esta previsto urn volume de rejeito da ordem de 15.836 m3, o mesmo sera depositado em uma area de 52m de frente por 100 m de comprimento, equivalente a 5.200 m2, em uma pilha com 3 metros de altura e um talude de 45°.